《機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用》跨校修讀課程教學(xué)的實(shí)踐與探索

祝尚臻

（沈陽(yáng)工程學(xué)院 自動(dòng)化學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110136）

0 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展和5G 時(shí)代的來(lái)臨， 互聯(lián)網(wǎng)+、新媒體時(shí)代和共享經(jīng)濟(jì)強(qiáng)勢(shì)來(lái)襲，與時(shí)代發(fā)展相匹配的高校教育模式改革已經(jīng)成為現(xiàn)階段高等教育發(fā)展的必然趨勢(shì)。 2014 年9 月，遼寧省教育廳首次啟動(dòng)普通高?？缧Ｐ拮x學(xué)分試點(diǎn)工作，開(kāi)展省內(nèi)高?？缧Ｐ拮x學(xué)分互認(rèn)工作，“機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用”跨校修讀課程是在遼寧省精品視頻公開(kāi)課“機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用” 的基礎(chǔ)上進(jìn)行的跨校修讀課程教學(xué)實(shí)踐與探索，跨校修讀使得學(xué)生可以跨越地域的限制，選擇其他高校的精品課程進(jìn)行學(xué)習(xí)并修得學(xué)分，為學(xué)生提供了更為靈活的學(xué)習(xí)途徑和方法， 滿足了學(xué)生多元化、個(gè)性化學(xué)習(xí)的需要。

1 跨校修讀課程研究的背景和意義

1.1 “機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用”跨校修讀課程符合國(guó)家和遼寧省產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和發(fā)展方向

課程的建設(shè)要與國(guó)家和地方產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和發(fā)展相適應(yīng)，要為國(guó)家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展助力。 2012 年4 月，科技部出臺(tái)《智能制造科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》和《服務(wù)機(jī)器人科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》，把工業(yè)和服務(wù)機(jī)器人作為“十二五”期間重點(diǎn)培育和發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)。 2012 年5 月國(guó)務(wù)院通過(guò)了《“十二五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》， 機(jī)器人等高端裝備制造產(chǎn)業(yè)已列入“十二五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。2015 年5月公布的《中國(guó)制造2025》是中國(guó)版的“工業(yè)4.0”規(guī)劃，提出了緊密?chē)@智能制造領(lǐng)域關(guān)鍵環(huán)節(jié)，開(kāi)展以機(jī)器人為核心的產(chǎn)業(yè)升級(jí)計(jì)劃。 2015 年12 月，國(guó)務(wù)院發(fā)布了關(guān)于《中德（沈陽(yáng)）高端裝備制造產(chǎn)業(yè)園建設(shè)方案》的批復(fù)文件，強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)“中國(guó)制造2025”與“德國(guó)工業(yè)4.0”兩大戰(zhàn)略高效對(duì)接，推進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型智能制造。 2016 年4 月，遼寧沈大國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)獲批建設(shè)，第一項(xiàng)便是推進(jìn)以裝備制造業(yè)為重點(diǎn)的傳統(tǒng)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。這些產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和發(fā)展方向?yàn)闄C(jī)器人人才培養(yǎng)提供了強(qiáng)勁的人才需求和良好的就業(yè)前景，為機(jī)器人跨校修讀課程建設(shè)提供了澎湃的市場(chǎng)需求動(dòng)力和清晰明確的建設(shè)方向。

1.2 跨校修讀課程可以實(shí)現(xiàn)高校間優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源—尤其是優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)室資源的共享，緩解高校師資和教學(xué)設(shè)備不足的壓力

任何一所高校的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源都是有限的，尤其是機(jī)器人的教學(xué)資源更是短缺，難以滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的迫切需求。“機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用”課程跨校修讀是推動(dòng)機(jī)器人教學(xué)和人才培養(yǎng)的便捷途徑之一，能夠打破傳統(tǒng)教學(xué)模式、實(shí)現(xiàn)跨時(shí)空和地域?qū)W習(xí)該門(mén)課程并給予學(xué)分認(rèn)定。這種新型教學(xué)模式不僅可以緩解高校師資和硬件資源不足的壓力，還可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享，促進(jìn)教育公平。

1.3 跨校修讀課程可以集中院校優(yōu)勢(shì)資源， 降低辦學(xué)成本，避免相同課程重復(fù)建設(shè)

“機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用” 課程跨校修讀可以集中優(yōu)勢(shì)資源， 充分利用沈陽(yáng)工程學(xué)院已有的師資和設(shè)備，提高課程理論和硬件建設(shè)水平，提高教師和實(shí)驗(yàn)室資源的利用率，降低辦學(xué)成本，為學(xué)生提供更多的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源、更新穎的教學(xué)手段和更科學(xué)的深造途徑，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、靈活性和趣味性。

2 跨校修讀課程教學(xué)模式的構(gòu)建

2.1 課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)組建

“機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用” 跨校選修課程的建課方為沈陽(yáng)工程學(xué)院， 課程使用方有沈陽(yáng)航空航天大學(xué)、沈陽(yáng)城市學(xué)院、遼東學(xué)院、沈陽(yáng)工學(xué)院等。建課方教學(xué)團(tuán)隊(duì)主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)在線授課、網(wǎng)絡(luò)資源更新等，課程教學(xué)主要以“機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用”精品視頻公開(kāi)課視頻為主進(jìn)行授課， 學(xué)生通過(guò)觀看課程的教學(xué)視頻、PPT 以及典型案例等網(wǎng)絡(luò)資源獲得理論知識(shí)，教師通過(guò)超星公司的泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)布置學(xué)習(xí)任務(wù)、作業(yè)、練習(xí)、測(cè)驗(yàn)、答疑等。 使用方教學(xué)團(tuán)隊(duì)主要負(fù)責(zé)學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)組織和管理、在線學(xué)習(xí)進(jìn)度管理、線下面授、討論、作業(yè)批改、實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等[1]。

2.2 教學(xué)方案實(shí)施

教學(xué)方案主要由學(xué)生線上理論課自主學(xué)習(xí)和線下實(shí)踐課課堂面授相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。建課方和使用方的教師按照課程教學(xué)大綱的要求以及教學(xué)進(jìn)度安排， 制定詳細(xì)的在線修讀計(jì)劃和線下面授計(jì)劃。線上模式主要以機(jī)器人理論知識(shí)自主學(xué)習(xí)為主，線下模式主要以實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)操作編程為主，這兩種模式層層遞進(jìn)，螺旋上升，相輔相成。線上教學(xué)將相關(guān)的課程資源導(dǎo)入到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，將課程的相關(guān)內(nèi)容分解成若干個(gè)任務(wù)點(diǎn)，不同層次的學(xué)生只要完成要求的任務(wù)點(diǎn)即可，達(dá)到促使學(xué)生合理安排時(shí)間、自主學(xué)習(xí)的目的；線下教學(xué)是對(duì)線上教學(xué)的延伸和完善：通過(guò)學(xué)生在線自主理論學(xué)習(xí)，以及教師通過(guò)教學(xué)平臺(tái)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況的掌握，教師可制定相應(yīng)措施，例如在成績(jī)?cè)u(píng)定中增大實(shí)踐類成績(jī)比重等來(lái)引導(dǎo)和增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和現(xiàn)場(chǎng)編程能力，以實(shí)現(xiàn)通過(guò)實(shí)踐教學(xué)對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行總結(jié)和延伸的目的，從而切實(shí)提高學(xué)生的機(jī)器人理論水平和實(shí)際應(yīng)用能力。最后雙方根據(jù)學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)情況、作業(yè)完成情況、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐教學(xué)情況、測(cè)驗(yàn)考試成績(jī)等進(jìn)行成績(jī)結(jié)構(gòu)的確定和成績(jī)?cè)u(píng)定，實(shí)現(xiàn)課程的完整教學(xué)過(guò)程。

3 教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題

3.1 教學(xué)內(nèi)容與機(jī)器人領(lǐng)域日新月異的發(fā)展速度不匹配

隨著工業(yè)4.0 的提出和應(yīng)用，世界機(jī)器人生產(chǎn)和研發(fā)大國(guó)在機(jī)器人領(lǐng)域投入了大量的人力、物力和財(cái)力，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域、數(shù)量和技術(shù)發(fā)展極其迅速，而我國(guó)高校的機(jī)器人教育才剛起步，教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容與機(jī)器人技術(shù)日新月異的發(fā)展不匹配，傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容過(guò)多，不能與時(shí)俱進(jìn)地把機(jī)器人學(xué)科前沿發(fā)展和最新成果傳授給學(xué)生。

3.2 在教學(xué)內(nèi)容上“深度”與“廣度”不能有機(jī)結(jié)合

課程服務(wù)對(duì)象從?？频奖究?，專業(yè)更是涵蓋了機(jī)械、電子、自動(dòng)化等眾多專業(yè)，機(jī)器人教學(xué)內(nèi)容中偏重于知識(shí)的廣度而忽略了知識(shí)的深度，這導(dǎo)致了部分有志于機(jī)器人方向發(fā)展的學(xué)生知識(shí)深度不夠、 后勁不足，限制了其進(jìn)一步的發(fā)展。

3.3 教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置不合理

受制于教學(xué)設(shè)備的不足，大多數(shù)高校在機(jī)器人教育方面以理論課為主，跨校修讀課程也是以理論課為主，由于空間距離、安全、經(jīng)費(fèi)等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的考慮，現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐教學(xué)更加稀少，而以機(jī)器人為載體的實(shí)踐環(huán)節(jié)恰恰是培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的最佳途徑，這就導(dǎo)致了目前機(jī)器人教學(xué)中偏理論、輕實(shí)踐的現(xiàn)象。

3.4 學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性較低

教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生觀看視頻的時(shí)間段主要集中在規(guī)定的時(shí)間節(jié)點(diǎn)之前，而且很多都是敷衍了事，達(dá)不到課程要求的學(xué)習(xí)效果。 原因是大部分學(xué)生選課目的是被動(dòng)的獲取學(xué)分，而不是為了主動(dòng)獲取知識(shí)；還有部分學(xué)生只看視頻，課后作業(yè)基本不做，學(xué)習(xí)的效果差強(qiáng)人意[2]。 總體來(lái)看，完全依靠線上視頻教學(xué)，對(duì)于有一定理論深度且需要強(qiáng)大的實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)教學(xué)保證教學(xué)效果的機(jī)器人類課程教學(xué)來(lái)說(shuō)，難以保證跨校修讀課程的教學(xué)效果。

3.5 學(xué)生繼續(xù)教育途徑不通暢

目前關(guān)于跨校修讀的開(kāi)展僅僅局限在同層次的本科高校之間，本科與?？粕踔良夹ｎ惖目缧Ｐ拮x由于層次差別、制度壁壘等還沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)，不同層次的學(xué)生跨校修讀的需求得不到滿足： 技校類學(xué)生、普通本科院校的不同專業(yè)的學(xué)生對(duì)機(jī)器人知識(shí)的需求是不一樣的，特別是機(jī)器人教育需要強(qiáng)大且昂貴的實(shí)驗(yàn)室資源支撐，學(xué)生所在的學(xué)校滿足不了學(xué)生需求的時(shí)候，跨校修讀與學(xué)分互認(rèn)無(wú)疑是這部分學(xué)生最好的學(xué)習(xí)途徑[3]。 因此，探索具有可操作性、兼容性和靈活性的跨校修讀與學(xué)分互認(rèn)模式和繼續(xù)教育途徑將是當(dāng)下各層次教育之間能夠更好銜接的理想途徑之一。

4 跨校修讀課程教學(xué)的完善

4.1 優(yōu)質(zhì)化教學(xué)資源，盡可能滿足不同層次學(xué)生需求

其一是從教學(xué)資源的全面性和實(shí)效性方面入手，組織教學(xué)團(tuán)隊(duì)盡可能快速及時(shí)地完善和更新教學(xué)資源；其二是從教學(xué)資源的多樣性和層次性入手，在普適性的教學(xué)資源之外增加部分專業(yè)性更強(qiáng)的教學(xué)資源，盡可能地滿足學(xué)生的知識(shí)多樣性需求。當(dāng)然，課程資源的分級(jí)需要教師合理引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行選擇，根據(jù)學(xué)生的專業(yè)背景、知識(shí)需求和層次進(jìn)行分級(jí)和評(píng)估。 只有對(duì)學(xué)生進(jìn)行合理的分級(jí)和評(píng)估，才能更好地完善教學(xué)資源，使得教學(xué)資源的多樣性和層次性與學(xué)生需求的多樣性相匹配。作業(yè)設(shè)置也要圍繞著當(dāng)下機(jī)器人的熱點(diǎn)，增加趣味性、時(shí)代性和緊密性，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)效果。

4.2 強(qiáng)化學(xué)生的線下實(shí)踐能力培養(yǎng)

培養(yǎng)和提升大學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，是國(guó)家對(duì)高校的基本要求，也是跨校修讀課程的基本要求，有助于服務(wù)創(chuàng)新型社會(huì)，助推創(chuàng)新型國(guó)家的發(fā)展。機(jī)器人實(shí)踐課程教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力和綜合素質(zhì)不可或缺的重要一環(huán)，為此，加強(qiáng)“機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用”跨校修讀課程實(shí)踐教學(xué)體系和能力建設(shè)、制度建設(shè)是課程建設(shè)的重中之重。強(qiáng)化不同高校之間的實(shí)驗(yàn)室共享，制定相關(guān)的實(shí)踐類教學(xué)管理規(guī)定等勢(shì)在必行，以培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為核心的實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建，正逐步成為推進(jìn)跨校修讀課程改革重要的切入點(diǎn)之一。

4.3 提高對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的引導(dǎo)

“機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用” 是一門(mén)趣味性和時(shí)代性很強(qiáng)的課程，大部分選擇此課的學(xué)生都是被媒體的宣傳和自己的興趣所吸引，同時(shí)該課也是一門(mén)專業(yè)性很強(qiáng)的課，需要比較扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，這就導(dǎo)致一部分專業(yè)基礎(chǔ)不好的學(xué)生半途而廢。 需要教師因勢(shì)利導(dǎo)、量體裁衣，幫助學(xué)生克服自身困難，結(jié)合專業(yè)就業(yè)群和人生規(guī)劃，確定學(xué)生能力和素質(zhì)培養(yǎng)的方向，這是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要輔導(dǎo)員、就業(yè)指導(dǎo)員、職業(yè)規(guī)劃教師、專業(yè)教師等的共同努力和協(xié)作，以興趣為切入點(diǎn)、以未來(lái)職業(yè)和人生規(guī)劃為方向切實(shí)提高學(xué)生學(xué)習(xí)課程的積極性。

4.4 建立學(xué)生在機(jī)器人方向繼續(xù)教育的途徑

利用沈陽(yáng)工程學(xué)院在機(jī)器人方面的軟硬件條件，可以為跨校修讀“機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用”課程的學(xué)生提供一條繼續(xù)教育的途徑，部分有能力且有志于從事機(jī)器人方面工作和研究的學(xué)生可以參加沈陽(yáng)工程學(xué)院與ABB 合辦的機(jī)器人操作工程師培訓(xùn)班， 繼續(xù)提高自己的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)，為將來(lái)的優(yōu)質(zhì)就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。當(dāng)然能夠真正建立有效且高效運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器人方向的繼續(xù)教育的模式，需要關(guān)聯(lián)學(xué)校的政策和財(cái)力支持，需要完善的管理制度和后勤保障制度支持，需要強(qiáng)大的師資和實(shí)驗(yàn)室資源支持，缺一不可。

5 結(jié)束語(yǔ)

跨校修讀課程把傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式與精品視頻公開(kāi)課資源有效結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，是教學(xué)模式和教學(xué)方法的突破性創(chuàng)新與探索，對(duì)于機(jī)器人工程類教育來(lái)說(shuō)，理論和實(shí)踐教學(xué)并重，需要通過(guò)跨校修讀課程模式打破傳統(tǒng)的高校教育空間，更好地實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源尤其是實(shí)驗(yàn)室資源的共享，打造一條從線上理論教學(xué)到線下實(shí)踐教學(xué)完整的、 高效的教學(xué)模式，以強(qiáng)有力的管理制度做保障，以完備的軟硬件教學(xué)資源為支撐， 提升教育資源的使用效率和教學(xué)效果，打造切實(shí)可行的跨校、跨專業(yè)的課程教學(xué)新模式和人才培養(yǎng)新模式。